《數(shù)字電子技術(shù)第6章ppt課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《數(shù)字電子技術(shù)第6章ppt課件.ppt（106頁珍藏版）》請在匯文網(wǎng)上搜索。

1、 第 六 章時 序 邏 輯 電 路6.1 概述6.2 時序邏輯電路的分析方法6.3 若干常用的時序邏輯電路6.4 時序邏輯電路的設(shè)計方法一一.重點(diǎn)掌握的內(nèi)容：重點(diǎn)掌握的內(nèi)容：（1）時序邏輯電路的概念及電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；（2）同步時序電路的一般分析方法；（3）同步計數(shù)器的一般分析方法；（4）會用置零法和置數(shù)法構(gòu)成任意進(jìn)制計數(shù)器。二二.一般掌握的內(nèi)容：一般掌握的內(nèi)容：（1）同步、異步的概念，電路現(xiàn)態(tài)、次態(tài)、有效狀態(tài)、無效狀態(tài)、有效循環(huán)、無效循環(huán)、自啟動的概念，寄存的概念；（2）同步時序邏輯電路設(shè)計方法。6.1 概述概述 一、組合電路與時序電路的區(qū)別一、組合電路與時序電路的區(qū)別1.組合電路：組合電路：電

2、路的輸出只與電路的輸入有關(guān)，電路的輸出只與電路的輸入有關(guān)，與電路的與電路的前一時刻前一時刻的狀態(tài)無關(guān)。的狀態(tài)無關(guān)。2.時序電路：時序電路：電路在某一給定時刻的輸出電路在某一給定時刻的輸出取決于該時刻電路的輸入取決于該時刻電路的輸入還取決于還取決于前一時刻電路的狀態(tài)前一時刻電路的狀態(tài)由觸發(fā)器保存由觸發(fā)器保存時序電路：時序電路：組合電路組合電路+觸發(fā)器觸發(fā)器電路的狀態(tài)與電路的狀態(tài)與時間時間順序有關(guān)順序有關(guān) 時序電路在任何時刻的穩(wěn)定輸出，時序電路在任何時刻的穩(wěn)定輸出，不僅不僅與與該時刻的輸入信號有關(guān)，而且該時刻的輸入信號有關(guān)，而且還與電路原來的還與電路原來的狀態(tài)狀態(tài)有關(guān)。有關(guān)。構(gòu)成構(gòu)成時序邏輯電路時

3、序邏輯電路的基本單元是的基本單元是觸發(fā)器觸發(fā)器。二、時序邏輯電路的分類：二、時序邏輯電路的分類：按按動動作作特特點(diǎn)點(diǎn)可可分分為為同步時序邏輯電路同步時序邏輯電路異步時序邏輯電路異步時序邏輯電路所有觸發(fā)器狀態(tài)的變化都是在所有觸發(fā)器狀態(tài)的變化都是在同一時鐘信號同一時鐘信號操作下操作下同時同時發(fā)生。發(fā)生。觸發(fā)器狀態(tài)的變化觸發(fā)器狀態(tài)的變化不是同時不是同時發(fā)生。發(fā)生。按按輸輸出出特特點(diǎn)點(diǎn)可可分分為為米利型時序邏輯電路米利型時序邏輯電路穆爾型時序邏輯電路穆爾型時序邏輯電路輸出不僅取決于存儲電路的狀態(tài)，而且還輸出不僅取決于存儲電路的狀態(tài)，而且還決定于電路當(dāng)前的輸入。決定于電路當(dāng)前的輸入。輸出僅決定于存儲電路

4、的狀態(tài)，與電路輸出僅決定于存儲電路的狀態(tài)，與電路當(dāng)前的輸入無關(guān)。當(dāng)前的輸入無關(guān)。三、時序邏輯電路的功能描述方法三、時序邏輯電路的功能描述方法邏輯方程組邏輯方程組狀態(tài)表狀態(tài)表卡諾圖卡諾圖狀態(tài)圖狀態(tài)圖時序圖時序圖邏輯圖邏輯圖 特性方程：描述觸發(fā)器邏輯功能的邏輯表達(dá)式。特性方程：描述觸發(fā)器邏輯功能的邏輯表達(dá)式。驅(qū)動方程驅(qū)動方程：（激勵方程）觸發(fā)器輸入信號的邏輯：（激勵方程）觸發(fā)器輸入信號的邏輯 表達(dá)式。表達(dá)式。時鐘方程時鐘方程：控制時鐘：控制時鐘CLK的邏輯表達(dá)式。的邏輯表達(dá)式。狀態(tài)方程狀態(tài)方程：（次態(tài)方程）次態(tài)輸出的邏輯表達(dá)式。：（次態(tài)方程）次態(tài)輸出的邏輯表達(dá)式。驅(qū)動方程代入特性方程得狀態(tài)方程。驅(qū)

5、動方程代入特性方程得狀態(tài)方程。輸出方程輸出方程：輸出變量的邏輯表達(dá)式。：輸出變量的邏輯表達(dá)式。1.邏輯方程組邏輯方程組2.狀態(tài)表狀態(tài)表反映輸出Z、次態(tài)Q*與輸入X、現(xiàn)態(tài)Q之間關(guān)系的表格。3.狀態(tài)圖狀態(tài)圖反映時序電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)律，及相應(yīng)輸入、輸出取值關(guān)系的圖形。箭尾：現(xiàn)態(tài)箭頭：次態(tài)標(biāo)注：輸入輸出4.時序圖時序圖 時序圖又叫時序圖又叫工作波形圖工作波形圖，它用波形的形式形，它用波形的形式形象地表達(dá)了輸入信號、輸出信號、電路的狀態(tài)等象地表達(dá)了輸入信號、輸出信號、電路的狀態(tài)等的取值在時間上的對應(yīng)關(guān)系。的取值在時間上的對應(yīng)關(guān)系。這四種方法從不同側(cè)面突出了時序電路邏這四種方法從不同側(cè)面突出了時序電路邏輯功

6、能的特點(diǎn)，它們在本質(zhì)上是相同的，可以輯功能的特點(diǎn)，它們在本質(zhì)上是相同的，可以互相轉(zhuǎn)換?；ハ噢D(zhuǎn)換。電路圖電路圖時鐘方程、時鐘方程、驅(qū)動方程和驅(qū)動方程和輸出方程輸出方程狀態(tài)方程狀態(tài)方程狀態(tài)圖、狀態(tài)圖、狀態(tài)表狀態(tài)表時序圖時序圖15時序電路的分析步驟：時序電路的分析步驟：46.2 時序邏輯電路的分析方法時序邏輯電路的分析方法2將驅(qū)動方程代入特性方程判斷電路邏判斷電路邏輯功能輯功能,檢查檢查自啟動自啟動3計算幾個概念幾個概念有效狀態(tài)：有效狀態(tài)：在時序電路中，凡是被利用了的狀態(tài)。有效循環(huán)：有效循環(huán)：有效狀態(tài)構(gòu)成的循環(huán)。無效狀態(tài)：無效狀態(tài)：在時序電路中，凡是沒有被利用的狀態(tài)。無效循環(huán)：無效循環(huán)：無效狀態(tài)若形

7、成循環(huán)，則稱為無效循環(huán)。自啟動：自啟動：在CLK作用下，無效狀態(tài)能自動地進(jìn)入到有效循環(huán)中，則稱電路能自啟動，否則稱不能自啟動。例6.2.1解解:寫方程組寫方程組驅(qū)動方程同步時序電路，時鐘方程省去。輸出方程求狀態(tài)方程求狀態(tài)方程將驅(qū)動方程代入JK觸發(fā)器的特性方程 中得電路的狀態(tài)方程:計算、列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表計算、列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖000001010011100101110111/0/0/0/0/0/0/1/1Q3Q2Q1/Y作時序圖作時序圖 說明電路功能說明電路功能這是一個同步七進(jìn)制加法計數(shù)器，能自啟動。000001001011001011011000例6.2.3解:寫方程式驅(qū)動方程代

8、入D觸發(fā)器的特性方程，得到電路的狀態(tài)方程輸出方程求狀態(tài)方程求狀態(tài)方程輸入 現(xiàn) 態(tài) 次 態(tài)輸出AY0 001 010 110 00001 01 1110 11 11 0011 11 000 0111 000 100 010 0計算、計算、列狀態(tài)轉(zhuǎn)列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表換表輸入 現(xiàn) 態(tài) 次 態(tài)輸出AY0 001 010 110 00001 01 1111 10 11 0011 11 000 0111 000 110 000 0畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖電路狀態(tài)電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換方向轉(zhuǎn)換方向00011011轉(zhuǎn)換條件轉(zhuǎn)換條件0/0A/YQ2Q10/10/00/01/01/01/11/0作時序圖作時序圖 說明電路功能說明

9、電路功能A=0時是二位二進(jìn)制加法計數(shù)器；A=1時是二位二進(jìn)制減法計數(shù)器。0111100110016.3 若干常用的時序邏輯電路若干常用的時序邏輯電路寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器 一、寄存器一、寄存器 在數(shù)字電路中，用來存放二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼在數(shù)字電路中，用來存放二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼的電路稱為的電路稱為寄存器寄存器。寄寄存存器器是是由由具具有有存存儲儲功功能能的的觸觸發(fā)發(fā)器器組組合合起起來來構(gòu)構(gòu)成成的的。一一個個觸觸發(fā)發(fā)器器可可以以存存儲儲1 1位位二二進(jìn)進(jìn)制制代代碼碼，存存放放n位位二二進(jìn)進(jìn)制制代碼的寄存器，需用代碼的寄存器，需用n個個觸發(fā)器來構(gòu)成。觸發(fā)器來構(gòu)成。同步觸發(fā)器構(gòu)成4位寄存器邊沿

10、觸發(fā)器構(gòu)成（1）清清零零。，異步清零。即有：（2）送送數(shù)數(shù)。時，CLK上升沿送數(shù)。即有：（3）保保持持。在 、CLK上升沿以外時間，寄存器內(nèi)容將保持不變。二、移位寄存器二、移位寄存器單向移位寄存器單向移位寄存器001 0010011 110110101 經(jīng)過經(jīng)過4個個CLK信號以后，串行輸入的信號以后，串行輸入的4位代碼全部移入寄位代碼全部移入寄存器中，同時在存器中，同時在4個觸發(fā)器輸出端得到并行輸出代碼。個觸發(fā)器輸出端得到并行輸出代碼。首先將首先將4位數(shù)據(jù)并行置入移位寄存器的位數(shù)據(jù)并行置入移位寄存器的4個觸發(fā)器中，經(jīng)過個觸發(fā)器中，經(jīng)過4個個CP,4位代碼將從串行輸出端依次輸出，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行

11、位代碼將從串行輸出端依次輸出，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行串行轉(zhuǎn)換。串行轉(zhuǎn)換。單向移位寄存器具有以下主要特點(diǎn)：單向移位寄存器具有以下主要特點(diǎn)：（1 1）單單向向移移位位寄寄存存器器中中的的數(shù)數(shù)碼碼，在在CLK脈脈沖沖操操 作下，可以依次右移或左移。作下，可以依次右移或左移。（2 2）n位位單單向向移移位位寄寄存存器器可可以以寄寄存存n位位二二進(jìn)進(jìn)制制 代代碼碼。n個個CLK脈脈沖沖即即可可完完成成串串行行輸輸入入工工作作，此此后后可可從從Q0Qn-1端端獲獲得得并并行行的的n位位二二進(jìn)進(jìn)制制數(shù)數(shù)碼碼，再用再用n個個CLK脈沖又可實(shí)現(xiàn)串行輸出操作。脈沖又可實(shí)現(xiàn)串行輸出操作。（3 3）若若串串行行輸輸入入端端狀

12、狀態(tài)態(tài)為為0 0，則則n個個CLK脈脈沖沖后后，寄存器便被清零。寄存器便被清零。雙向移位寄存器雙向移位寄存器2片片74LS194A接成接成8位雙向移位寄存器位雙向移位寄存器本節(jié)小結(jié)：本節(jié)小結(jié)：寄存器是用來存放二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代寄存器是用來存放二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼的電路，是一種基本時序電路。任何碼的電路，是一種基本時序電路。任何現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)都必須把需要處理的數(shù)據(jù)現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)都必須把需要處理的數(shù)據(jù)和代碼先寄存起來，以便隨時取用。和代碼先寄存起來，以便隨時取用。本節(jié)小結(jié)：本節(jié)小結(jié)：寄寄存存器器分分為為基基本本寄寄存存器器和和移移位位寄寄存存器器兩兩大大類類?；颈炯募拇娲嫫髌鞯牡臄?shù)數(shù)據(jù)據(jù)只只能能并并行行輸

13、輸入入、并并行行輸輸出出。移移位位寄寄存存器器中中的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)可可以以在在移移位位脈脈沖沖作作用用下下依依次次逐逐位位右右移移或或左左移移，數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)可可以以并并行行輸輸入入、并并行行輸輸出出，串串行行輸輸入入、串串行行輸輸出出，并并行行輸輸入入、串串行行輸輸出出，串串行行輸輸入入、并行輸出。并行輸出。寄存器的應(yīng)用很廣，特別是移位寄存器，寄存器的應(yīng)用很廣，特別是移位寄存器，不僅可將串行數(shù)碼轉(zhuǎn)換成并行數(shù)碼，或?qū)⒉⒉粌H可將串行數(shù)碼轉(zhuǎn)換成并行數(shù)碼，或?qū)⒉⑿袛?shù)碼轉(zhuǎn)換成串行數(shù)碼，還可以很方便地構(gòu)行數(shù)碼轉(zhuǎn)換成串行數(shù)碼，還可以很方便地構(gòu)成成移位寄存器型計數(shù)器移位寄存器型計數(shù)器和和順序脈沖發(fā)生器順序脈沖發(fā)生器等

14、等電路。電路。本節(jié)小結(jié)：本節(jié)小結(jié)：計數(shù)器計數(shù)器 在數(shù)字電路中，能夠記憶輸入脈沖個數(shù)的電在數(shù)字電路中，能夠記憶輸入脈沖個數(shù)的電路稱為計數(shù)器。路稱為計數(shù)器。分類：分類：按計數(shù)器中觸發(fā)器是否同時翻轉(zhuǎn)按計數(shù)器中觸發(fā)器是否同時翻轉(zhuǎn)同步計數(shù)器同步計數(shù)器異步計數(shù)器異步計數(shù)器按計數(shù)器中的數(shù)字增減按計數(shù)器中的數(shù)字增減加法計數(shù)器加法計數(shù)器減法計數(shù)器減法計數(shù)器可逆計數(shù)器可逆計數(shù)器按計數(shù)器容量按計數(shù)器容量二進(jìn)制計數(shù)器二進(jìn)制計數(shù)器N進(jìn)制計數(shù)器進(jìn)制計數(shù)器十進(jìn)制計數(shù)器十進(jìn)制計數(shù)器計計數(shù)數(shù)器器二進(jìn)制計數(shù)器二進(jìn)制計數(shù)器十進(jìn)制計數(shù)器十進(jìn)制計數(shù)器N進(jìn)制計數(shù)器進(jìn)制計數(shù)器加法計數(shù)器加法計數(shù)器同步計數(shù)器同步計數(shù)器異步計數(shù)器異步計數(shù)器減法

15、計數(shù)器減法計數(shù)器可逆計數(shù)器可逆計數(shù)器加法計數(shù)器加法計數(shù)器減法計數(shù)器減法計數(shù)器可逆計數(shù)器可逆計數(shù)器二進(jìn)制計數(shù)器二進(jìn)制計數(shù)器十進(jìn)制計數(shù)器十進(jìn)制計數(shù)器N進(jìn)制計數(shù)器進(jìn)制計數(shù)器n位二進(jìn)制同步加法計數(shù)器的電路連接規(guī)律：位二進(jìn)制同步加法計數(shù)器的電路連接規(guī)律：驅(qū)動方程驅(qū)動方程輸出方程輸出方程一、同步計數(shù)器一、同步計數(shù)器279頁圖頁圖6.3.104位二進(jìn)制同步加法計數(shù)器位二進(jìn)制同步加法計數(shù)器 若計數(shù)脈沖頻率為若計數(shù)脈沖頻率為f0，則，則Q0、Q1、Q2、Q3端輸出脈沖的端輸出脈沖的頻率依次為頻率依次為f0的的1/2、1/4、1/8、1/16。因此又稱為分頻器。因此又稱為分頻器。4位集成二進(jìn)制同步加法計數(shù)器位集成

16、二進(jìn)制同步加法計數(shù)器74LS161/163預(yù)置數(shù)控預(yù)置數(shù)控制端制端數(shù)據(jù)輸入端數(shù)據(jù)輸入端異步復(fù)位端工作狀態(tài)工作狀態(tài)控制端控制端進(jìn)位進(jìn)位輸出輸出(a)引腳排列圖4位同步二進(jìn)制計數(shù)器位同步二進(jìn)制計數(shù)器74161功能表功能表74161具有具有異步清零異步清零和和同步置數(shù)同步置數(shù)功能功能.4位同步二進(jìn)制計數(shù)器位同步二進(jìn)制計數(shù)器74163功能表功能表74163具有具有同步清零同步清零和和同步置數(shù)同步置數(shù)功能功能.74LS16374LS163的引腳排列和的引腳排列和的引腳排列和的引腳排列和74LS16174LS161相同，不同之處是相同，不同之處是相同，不同之處是相同，不同之處是74LS16374LS163

17、采用采用采用采用同步清零方式。同步清零方式。同步清零方式。同步清零方式。驅(qū)動方程驅(qū)動方程輸出方程輸出方程n位二進(jìn)制同步減法計數(shù)器的連接規(guī)律：位二進(jìn)制同步減法計數(shù)器的連接規(guī)律：284頁圖頁圖6.3.154位集成二進(jìn)制同步可逆計數(shù)器位集成二進(jìn)制同步可逆計數(shù)器74LS191預(yù)置數(shù)控預(yù)置數(shù)控制端制端使能端使能端加減控加減控制端制端串行時鐘輸出串行時鐘輸出4位同步二進(jìn)制可逆計數(shù)器位同步二進(jìn)制可逆計數(shù)器74LS191功能表功能表74LS191具有具有異步置數(shù)異步置數(shù)功能功能.111011101110001000100111100000100雙時鐘加雙時鐘加/減計數(shù)器減計數(shù)器74LS19374LS193具有

18、具有異步清零異步清零和和異步置數(shù)異步置數(shù)功能功能.2 2、同步同步十進(jìn)制計數(shù)器十進(jìn)制計數(shù)器同步十進(jìn)制加法計數(shù)器同步十進(jìn)制加法計數(shù)器:在同步二進(jìn)制加法計數(shù)在同步二進(jìn)制加法計數(shù)器基礎(chǔ)上修改而來器基礎(chǔ)上修改而來.同步十進(jìn)制加法計數(shù)器同步十進(jìn)制加法計數(shù)器74LS160與與74LS161邏輯圖和功能表均相同邏輯圖和功能表均相同,所不同的是所不同的是74LS160是是十進(jìn)制而十進(jìn)制而74LS161是十六進(jìn)制。是十六進(jìn)制。同步十進(jìn)制可逆計數(shù)器也有單時鐘和雙時鐘同步十進(jìn)制可逆計數(shù)器也有單時鐘和雙時鐘兩種結(jié)構(gòu)形式。屬于單時鐘的有兩種結(jié)構(gòu)形式。屬于單時鐘的有74LS190等，屬等，屬于雙時鐘的有于雙時鐘的有74L

19、S192等。等。74LS190與與74LS191邏輯圖和功能表均相同；邏輯圖和功能表均相同；74LS192與與74LS193邏輯圖和功能表均相同。邏輯圖和功能表均相同。二、異步計數(shù)器二、異步計數(shù)器1 1、異、異步步二進(jìn)制計數(shù)器二進(jìn)制計數(shù)器3位異步二進(jìn)制加法計數(shù)器觸發(fā)器為觸發(fā)器為下降沿觸發(fā)下降沿觸發(fā)，Q0接接CLK1,Q1接接CLK2。若若上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)，則應(yīng)，則應(yīng) Q0接接CLK1,Q1接接CLK2。3位異步二進(jìn)制減法計數(shù)器觸發(fā)器為觸發(fā)器為下降沿觸發(fā)下降沿觸發(fā)，接接CLK1,接接CLK2。若若上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)，則應(yīng)，則應(yīng) 接接CLK1,接接CLK2。2 2、異、異步步十進(jìn)制計數(shù)器十進(jìn)

20、制計數(shù)器異步二五十進(jìn)制計數(shù)器74LS290置0端置9端 若計數(shù)脈沖由若計數(shù)脈沖由CLK0端輸入，輸出由端輸入，輸出由Q0端引端引出，即得到出，即得到二進(jìn)制二進(jìn)制計數(shù)器；若計數(shù)脈沖由計數(shù)器；若計數(shù)脈沖由CLK1端端輸入，輸出由輸入，輸出由Q1Q3引出，即是引出，即是五進(jìn)制五進(jìn)制計數(shù)器；計數(shù)器；若將若將CLK1與與Q0相連相連，同時以，同時以CLK0為輸入端為輸入端，輸，輸出由出由Q0Q3引出，則得到引出，則得到8421碼碼十進(jìn)制十進(jìn)制計數(shù)器。計數(shù)器。74LS290功能表功能表缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：（1）工作頻率較低；）工作頻率較低；（2）在電路狀態(tài)譯碼時存在競爭）在電路狀態(tài)譯碼時存在競爭冒險現(xiàn)象。冒險現(xiàn)象

21、。異步計數(shù)器特點(diǎn)異步計數(shù)器特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單三、任意進(jìn)制計數(shù)器的構(gòu)成方法三、任意進(jìn)制計數(shù)器的構(gòu)成方法 利利用用現(xiàn)現(xiàn)有有的的N N進(jìn)進(jìn)制制計計數(shù)數(shù)器器構(gòu)構(gòu)成成任任意意進(jìn)進(jìn)制制（M M）計計數(shù)數(shù)器器時時，如如果果MNMNMN，則要多片，則要多片N N進(jìn)制計數(shù)器。進(jìn)制計數(shù)器。實(shí)現(xiàn)方法實(shí)現(xiàn)方法置零法（復(fù)位法）置零法（復(fù)位法）置數(shù)法（置位法）置數(shù)法（置位法）置零法：置零法：適用于有清零輸入端的集成計數(shù)器。原適用于有清零輸入端的集成計數(shù)器。原理是不管輸出處于哪一狀態(tài)，只要在清零輸入端理是不管輸出處于哪一狀態(tài)，只要在清零輸入端加一有效電平電壓，輸出會立即從那個狀態(tài)回到加一有效電平電壓，輸出會立

22、即從那個狀態(tài)回到00000000狀態(tài)，清零信號消失后，計數(shù)器又可以從狀態(tài)，清零信號消失后，計數(shù)器又可以從00000000開始重新計數(shù)。開始重新計數(shù)。置置數(shù)數(shù)法法：適適用用于于具具有有預(yù)預(yù)置置功功能能的的集集成成計計數(shù)數(shù)器器。對對于于具具有有預(yù)預(yù)置置數(shù)數(shù)功功能能的的計計數(shù)數(shù)器器而而言言，在在其其計計數(shù)數(shù)過過程程中中，可可以以將將它它輸輸出出的的任任意意一一個個狀狀態(tài)態(tài)通通過過譯譯碼碼，產(chǎn)產(chǎn)生生一一個個預(yù)預(yù)置置數(shù)數(shù)控控制制信信號號反反饋饋至至預(yù)預(yù)置置數(shù)數(shù)控控制制端端，在在下下一一個個CLK脈脈沖沖作作用用后后，計計數(shù)數(shù)器器會會把把預(yù)預(yù)置置數(shù)數(shù)輸輸入入端端D0D1D2D3的的狀狀態(tài)態(tài)置置入入輸輸出出

23、端端。預(yù)預(yù)置置數(shù)數(shù)控控制制信信號號消消失失后后，計計數(shù)數(shù)器器就就從從被被置置入入的的狀狀態(tài)態(tài)開開始始重重新新計數(shù)。計數(shù)。例例6.3.2解：解：置零法置零法 74LS160具有異步清零功能Q3Q2Q1Q00000000100100011010001010110當(dāng)當(dāng)MN時，需用多片時，需用多片N進(jìn)制計數(shù)器組合實(shí)現(xiàn)進(jìn)制計數(shù)器組合實(shí)現(xiàn)串行進(jìn)位方式、并行進(jìn)位方式、串行進(jìn)位方式、并行進(jìn)位方式、整體置零方式、整體置數(shù)方式整體置零方式、整體置數(shù)方式 若若M可分解為可分解為M=N1N2(N1、N2均小于均小于N），），可采用連接方式有：可采用連接方式有：若若M為大于為大于N的素數(shù)，不可分解，則其連接的素數(shù)，不可

24、分解，則其連接方式只有：方式只有：整體置零方式、整體置數(shù)方式整體置零方式、整體置數(shù)方式串行進(jìn)位方式：串行進(jìn)位方式：以低位片的進(jìn)位信號作為高位片以低位片的進(jìn)位信號作為高位片的時鐘輸入信號。的時鐘輸入信號。并行進(jìn)位方式：并行進(jìn)位方式：以低位片的進(jìn)位信號作為高位片以低位片的進(jìn)位信號作為高位片的工作狀態(tài)控制信號。的工作狀態(tài)控制信號。整體置零方式：整體置零方式：首先將兩片首先將兩片N進(jìn)制計數(shù)器按最簡進(jìn)制計數(shù)器按最簡單的方式接成一個大于單的方式接成一個大于M進(jìn)制的計數(shù)器，然后在進(jìn)制的計數(shù)器，然后在計數(shù)器記為計數(shù)器記為M狀態(tài)時使?fàn)顟B(tài)時使RD=0，將兩片計數(shù)器同，將兩片計數(shù)器同時置零。時置零。整體置數(shù)方式：整

25、體置數(shù)方式：首先將兩片首先將兩片N進(jìn)制計數(shù)器按最簡進(jìn)制計數(shù)器按最簡單的方式接成一個大于單的方式接成一個大于M進(jìn)制的計數(shù)器，然后在進(jìn)制的計數(shù)器，然后在某一狀態(tài)下使某一狀態(tài)下使LD=0，將兩片計數(shù)器同時置數(shù)成，將兩片計數(shù)器同時置數(shù)成適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)，獲得適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)，獲得M進(jìn)制計數(shù)器。進(jìn)制計數(shù)器。例例6.3.3 用兩片同步十進(jìn)制計數(shù)器接成百進(jìn)制計數(shù)器用兩片同步十進(jìn)制計數(shù)器接成百進(jìn)制計數(shù)器.解：解：并行進(jìn)位方式并行進(jìn)位方式串行進(jìn)位方式串行進(jìn)位方式例例6.3.4 用兩片用兩片74LS160接成二十九進(jìn)制計數(shù)器接成二十九進(jìn)制計數(shù)器.解：解：整體置零方式整體置零方式整體置數(shù)方式整體置數(shù)方式四、移位寄存器型計數(shù)器四

26、、移位寄存器型計數(shù)器環(huán)形計數(shù)器環(huán)形計數(shù)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn):D0=Q3CLK狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖:構(gòu)成四進(jìn)制計數(shù)器構(gòu)成四進(jìn)制計數(shù)器,不能自啟動不能自啟動.能自啟動的環(huán)形計數(shù)器能自啟動的環(huán)形計數(shù)器:狀狀態(tài)態(tài)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換圖圖：n位移位寄存器構(gòu)成的環(huán)形計數(shù)器只有位移位寄存器構(gòu)成的環(huán)形計數(shù)器只有n個個有效狀態(tài)，有有效狀態(tài)，有2n-n個無效狀態(tài)。個無效狀態(tài)。扭環(huán)形計數(shù)器扭環(huán)形計數(shù)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn):狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：能自啟動的扭環(huán)形計數(shù)器能自啟動的扭環(huán)形計數(shù)器:狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：n位移位寄存器構(gòu)成的扭環(huán)形計數(shù)器有位移位寄存器構(gòu)成的扭環(huán)形計數(shù)器有2n個有效狀態(tài)，有個有效狀態(tài)，有2n-2n個無效狀態(tài)。

27、個無效狀態(tài)。6.4 時序邏輯電路的設(shè)計方法時序邏輯電路的設(shè)計方法根據(jù)設(shè)根據(jù)設(shè)計要求計要求畫原始畫原始狀態(tài)圖狀態(tài)圖最簡狀最簡狀態(tài)圖態(tài)圖畫電畫電路圖路圖檢查電路檢查電路能否自啟能否自啟動動12 24 46 6選觸發(fā)器，求時鐘、選觸發(fā)器，求時鐘、輸出、狀態(tài)、驅(qū)動輸出、狀態(tài)、驅(qū)動方程方程5 5狀態(tài)狀態(tài)分配分配3 3化簡化簡設(shè)計步驟設(shè)計步驟:確定輸入、確定輸入、輸出變量及輸出變量及狀態(tài)數(shù)狀態(tài)數(shù)2n-1M2n例例6.4.1 設(shè)計一個帶有進(jìn)位輸出端的十三進(jìn)制計數(shù)器設(shè)計一個帶有進(jìn)位輸出端的十三進(jìn)制計數(shù)器.解：解：該電路不需輸入端該電路不需輸入端,有進(jìn)位輸出用有進(jìn)位輸出用C表示，規(guī)定有進(jìn)位表示，規(guī)定有進(jìn)位輸出時

28、輸出時C=1，無進(jìn)位輸出時，無進(jìn)位輸出時C=0。十三進(jìn)制計數(shù)器應(yīng)十三進(jìn)制計數(shù)器應(yīng)該有十三個有效狀該有十三個有效狀態(tài)，分別用態(tài)，分別用S0、S1、S12表示。畫出表示。畫出其狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：其狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：1建立原始狀態(tài)圖建立原始狀態(tài)圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖不需化簡。狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖不需化簡。因?yàn)橐驗(yàn)?31324，因此取觸發(fā)器因此取觸發(fā)器位數(shù)位數(shù)n=4。對狀。對狀態(tài)進(jìn)行編碼，態(tài)進(jìn)行編碼，得到狀態(tài)轉(zhuǎn)化得到狀態(tài)轉(zhuǎn)化表如下：表如下：狀態(tài)化簡狀態(tài)化簡2 2狀態(tài)分配狀態(tài)分配34選觸發(fā)器，求時鐘、輸出、狀態(tài)、驅(qū)動方程選觸發(fā)器，求時鐘、輸出、狀態(tài)、驅(qū)動方程電路次態(tài)電路次態(tài)電路次態(tài)電路次態(tài)/輸出（輸出（輸出（輸出（）的卡諾圖）的卡諾圖

29、）的卡諾圖）的卡諾圖狀狀態(tài)態(tài)方方程程：若選用若選用4個個JK觸發(fā)器，需將狀態(tài)方程變觸發(fā)器，需將狀態(tài)方程變換成換成JK觸發(fā)器特性方程的標(biāo)準(zhǔn)形式，即觸發(fā)器特性方程的標(biāo)準(zhǔn)形式，即Q*=JQ+KQ,找出驅(qū)動方程。找出驅(qū)動方程。比較得到觸比較得到觸發(fā)器的驅(qū)動發(fā)器的驅(qū)動方程：方程：畫電路圖畫電路圖5 將將0000作為初作為初始狀態(tài)代入狀態(tài)方始狀態(tài)代入狀態(tài)方程計算次態(tài)，畫出程計算次態(tài)，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，與狀狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，與狀態(tài)轉(zhuǎn)換表對照是否態(tài)轉(zhuǎn)換表對照是否相同。最后檢查是相同。最后檢查是否自啟動。否自啟動。由狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可知該電路能夠自啟動由狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可知該電路能夠自啟動.檢查電路能否自啟動檢查電路能否自啟動6例

30、例6.4.2 解：解：輸入數(shù)據(jù)作為輸入變量，用輸入數(shù)據(jù)作為輸入變量，用X表示；檢測結(jié)果為表示；檢測結(jié)果為輸出變量，用輸出變量，用Y表示。例如表示。例如:設(shè)電路沒有輸入設(shè)電路沒有輸入1以前的狀態(tài)為以前的狀態(tài)為S0,輸入輸入一個一個1狀態(tài)為狀態(tài)為S1，連續(xù)，連續(xù)輸入兩個輸入兩個1后的狀態(tài)為后的狀態(tài)為S2，連續(xù)輸入，連續(xù)輸入3個個1以以后的狀態(tài)為后的狀態(tài)為S3。畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖輸入輸入X 1110 輸入輸入Y 01101建立原始狀態(tài)圖建立原始狀態(tài)圖狀態(tài)化簡狀態(tài)化簡2 2狀態(tài)分配狀態(tài)分配3S0=00S1=01S2=10兩個狀態(tài)等價兩個狀態(tài)等價卡諾圖卡諾圖4選觸發(fā)器，求時鐘、輸出、狀態(tài)、驅(qū)動方程選觸發(fā)器，求時鐘、輸出、狀態(tài)、驅(qū)動方程M3，應(yīng)取觸發(fā)器，應(yīng)取觸發(fā)器n=2。選。選2個個JK觸發(fā)觸發(fā)器。器。將卡諾圖分解將卡諾圖分解,求狀態(tài)方程和輸出方程，并得到驅(qū)動方程求狀態(tài)方程和輸出方程，并得到驅(qū)動方程輸出方程：輸出方程：畫電路圖畫電路圖5輸出方程：輸出方程：由狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可知該電路能夠自啟動由狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可知該電路能夠自啟動.檢查電路能否自啟動檢查電路能否自啟動6此課件下載可自行編輯修改，供參考！感謝您的支持，我們努力做得更好！